电波吸收材料用磁性晶体和电波吸收体制造技术

本发明专利技术涉及电波吸收材料用磁性晶体和电波吸收体。该电波吸收材料用磁性晶体，其空间群与ε-Fe2O3晶体相同、具有用M置换了ε-Fe2O3晶体中一部分Fe晶格格位的ε-MxFe2-xO3的结构，其中0＜x＜1。这里，M由具有通过所述置换降低ε-Fe2O3晶体矫顽力Hc作用的3价元素构成。作为具体的M元素可以举出Al和Ga。具备粒子的填充结构、其中所述粒子在磁性相中具有添加了这些置换元素M的“M置换ε-Fe2O3晶体”的电波吸收体可以由M元素的置换量控制电波吸收峰的频率，例如，得到适应于车载雷达中所利用的76GHz频带的电波吸收体。

【技术实现步骤摘要】
电波吸收材料用磁性晶体和电波吸收体本申请是申请日为2007年8月30日、申请号为200780032109.1、专利技术名称为“电波吸收材料用磁性晶体和电波吸收体”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及包含ε-Fe2O3系的铁氧化物的磁性晶体，其是适宜作为在25GHz以上的高频频带使用的电波吸收材料的磁性晶体，并涉及使用所述磁性晶体的电波吸收材料和电波吸收体。
技术介绍
近年，伴随信息通信技术的高度化，在身边的用途中各种各样频带的电波被使用。例如可以举出便携式电话、无线LAN、卫星播放、高级道路交通系统、不停车自动费用征收系统(ETC)、汽车行驶支援道路系统(AHS)等。这样，电波利用方式在高频区域内多样化时，担心发生因电子部件彼此的干扰造成的故障、误动作、功能障碍等，其对策变得重要起来。作为其对策之一使用电波吸收体、吸收不要的电波、防止电波的反射和侵入的方法是有效的。特别是最近，作为使用电波的途径的一种，盛行汽车行驶支援系统的研究，进行利用76GHz频带的毫波来检测车间距离等的信息的车载雷达的开发，特别期待开发在该频带具有优良的电波吸收能的原材料。今后将考虑利用100GHz频带或者更高频率频带内的电波。为了实现该目的，必须开发在这样的高频区域内显现电波吸收性能的原材料。历来，作为具有电波吸收性能的材料可以有效地利用六方晶铁氧体粒子。例如，专利文献1示出，使用BaFe(12-x)AlxO19、x＝0.6的磁铁铅矿型六方晶铁氧体的电波吸收体在53GHz附近具有吸收峰。另外，该文献还记载，使用BaFe(12-x)AlxO19系的磁铁铅矿型六方晶铁氧体时，可以使强磁性共振频率达至50～100GHz左右。但是，没有示出在50～100GHz时实现呈现优良的电波吸收性能的电波吸收体的例子，没有提供作为在从高频侧到低频侧任意的频率都具有吸收峰的材料。专利文献2示出，将碳化硅粉末分散在基体树脂中的电波吸收体在76GHz附近具有吸收峰。但是，虽然碳化硅粉末比碳化硅纤维便宜，但是作为电波吸收体用的原材料却是高价的。另外，由于具有导电性，在电子设备内部(电路附近)中连接使用时等，必须实施绝缘处置。专利文献3记载了分散混合比表面积为0.05m2/g以上的海绵状铁粉而成的电波吸收体片，作为实施例例示出在42～80GHz的范围内具有电波吸收峰。但是，吸收峰的位置敏感地依存于片的厚度而变动，为了使在上述频率频带内吸收峰的位置与规定的频率相一致，片的厚度必须精确地设定在0.2～0.5mm狭窄的范围内。由于使用铁粉，所以为了确保耐蚀性(抗氧化性)必须下功夫。另外，不能实现在超过80GHz的区域内具有吸收峰。另一方面，在氧化铁系磁性材料的研究中，最近确认存在显示所谓20kOe(1.59×106A/m)的巨大矫顽力Hc的ε-Fe2O3。在具有Fe2O3的组成同时晶体结构不同的同质多晶型(polymorphism)中，作为最普遍的是α-Fe2O3和Y-Fe2O3，但是ε-Fe2O3也是其一。如非专利文献1～3所看到的那样，最近，该ε-Fe2O3的晶体结构和磁性质已明确，可以大体以单相的状态合成ε-Fe2O3晶体是最近的事情。由于该ε-Fe2O3显示巨大的矫顽力Hc，所以期待用于高记录密度的磁记录介质。磁性体的电波吸收特性与该磁性体具有的矫顽力Hc相关联，由于一般磁共振频率与矫顽力Hc成比例增高，所以只要矫顽力Hc增大，电波吸收峰的频率就显示增高的倾向(非专利文献4)。根据本专利技术人的研究可以确认，ε-Fe2O3具有高的矫顽力，但是关于ε-Fe2O3的电波吸收能力的见解和性状未见报告。专利文献1：特开平11-354972号公报专利文献2：特开2005-57093号公报专利文献3：特开2004-179385号公报非专利文献1：JianJin，ShinichiOhkoshiandKazuhitoHashimoto，ADVANCEDMATERIALS2004，16，No.1，January5，p.48-51非专利文献2：JianJin，KazuhitoHashimotoandShinichiOhkoshi，JOURNALOFMATERIALSCHIMISTRY2005，15，p.1067-1071非专利文献3：ShunsukeSakurai，JianJin，KazuhitoHashimotoandShinichiOhkoshi，JOURNALOFTHEPHYSICALSOCIETYOFJAPAN，Vol.74，No.7，July，2005，p.1946-1949非专利文献4：金子秀夫、本间基文著，“磁性材料”，丸善，1977年，p.123如上所述，要构筑在包括车载雷达所利用的76GHz频带的宽的频率区域内，以希望的频率发挥优良的电波吸收性能那样的使用廉价原材料的电波吸收体未必容易。本专利技术的目的在于，提供能够在上述那样宽的频率区域内以希望的频率发挥优良的电波吸收性能的新的氧化铁系磁性晶体和使用所述磁性晶体的电波吸收体。
技术实现思路
本专利技术人详细研究的结果明确了用3价的金属元素置换ε-Fe2O3晶体的一部分Fe晶格格位后的磁性晶体可以达到上述目的。即，本专利技术提供电波吸收材料用磁性晶体，其空间群与ε-Fe2O3晶体相同，具有用M置换了ε-Fe2O3晶体的一部分Fe晶格格位的ε-MxFe2-xO3的结构，其中0＜x＜1。以下，将用M置换了ε-Fe2O3晶体的一部分Fe晶格格位的ε-MxFe2-xO3称为“M置换ε-Fe2O3”，。这里，作为M可以利用具有通过所述置换降低包含ε-Fe2O3晶体(即没有用置换元素置换Fe晶格格位的ε-Fe2O3)的磁性氧化物的矫顽力Hc作用的1种或2种以上的3价元素。具体地说，作为M例如可以举出Al、Ga、In等。M是Al时，在由ε-MxFe2-xO3表示的组成中，x例如可以在0.2～0.8范围内。M是Ga时，x例如可以在0.1～0.8范围内。M是In时，x例如可以在0.01～0.3范围内。这样的M置换ε-Fe2O3磁性晶体，例如可以通过后述的组合反胶束法和溶胶-凝胶法的工序和焙烧工序合成。也可以通过本申请人在特愿2007-7518号中公开的组合直接合成法和溶胶-凝胶法的工序和焙烧工序合成。在磁性相中具有这样合成的该磁性晶体的粒子由TEM(透射型电子显微镜)照片测量的平均粒径在5～200nm的范围内。另外，粒子的变动系数(粒径的标准偏差/平均粒径)在低于80％的范围内，成为比较微细的粒径的整齐的粒子群。本专利技术提供包含这样的磁性粒子(即，在磁性相中具有上述M置换ε-Fe2O3晶体的粒子)的粉体的电波吸收材料。这里，所谓“磁性相”是该粉体的承担磁性的部分。所谓“在磁性相中具有M置换ε-Fe2O3晶体”是指磁性相包含M置换ε-Fe2O3晶体，包括在该磁性相中混有制造上不可避免的杂质磁性晶体的情况。在本专利技术的电波吸收材料中，作为构成磁性相的晶体或者非磁性晶体，混有空间群与ε-Fe2O3晶体不同的铁氧化物的杂质晶体(具体地说是α-Fe2O3、Y-Fe2O3、FeO、Fe3O4和由其它元素置换了上述杂质晶体的一部分Fe的晶体)。但是，本专利技术的电波吸收材料以所述“M置换ε-Fe2O3磁性晶体”作为主相。即，研究的对象的是，在构成该电波吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁性晶体作为电波吸收材料的用途，该电波吸收材料在横轴表示频率、纵轴表示电波吸收量的曲线图中，在25～160GHz的高频带内具有吸收能力，所述磁性晶体的空间群与ε‑Fe2O3晶体相同，具有用M置换了ε‑Fe2O3晶体中的一部分Fe晶格格位的ε‑MxFe2‑xO3的结构，其中0＜x＜1；其中，M为3价元素，该3价元素具有通过所述置换降低包含ε‑Fe2O3晶体的磁性氧化物的矫顽力Hc的作用。

【技术特征摘要】
2006.09.01 JP 2006-238363;2007.03.30 JP 2007-095441.磁性晶体作为电波吸收材料用的磁性晶体的用途，该磁性晶体在横轴表示频率、纵轴表示电波吸收量的曲线图中，在25～160GHz的频带内具有电波吸收量的峰，且电波吸收量大于20dB，所述磁性晶体的空间群与ε-Fe2O3晶体相同，具有用M置换了ε-Fe2O3晶体中的一部分Fe晶格格位的ε-MxFe2-xO3的结构，其中0＜x＜1；其中，M为3价元素，该3价元素具有通过所述置换降低包含ε-Fe2O3晶体的磁性氧化物的矫顽力Hc的作用。2.权利要求1的用途，其中M为Al、Ga、In中的1种以上。3.权利要求1的用途，其中M为Al且x为0.2～0.8。4.权利要求1的用途，其中M为Ga且x为0.1～0.8。5.权利要求1的用途，其中M为In且x为0.01～0.3。6.电波吸收材料作为电波吸收体的用途，所述电波吸收材料包含粒子的粉体，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大越慎一，黑木施老，樱井俊介，生井飞鸟，佐藤王高，佐佐木信也，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，同和电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP